鉴衡刘兆：升压站认证对海上风电场健康平稳运行具有重要作用

　　作为海上风电场的“心脏”，海上升压站的设计和运营情况对海上风电场健康平稳运行具有重要作用。通过独立的第三方认证机构对海上风电场进行设计、监督等全面评估，可以最大化的降低升压站在运行期间的各项风险；然而我国的升压站认证还面临体制与技术多方位的局限，国内仅少数业主与鉴衡认证中心开展了升压站认证试点项目。7月9日，在南宁举办的第六届全球海上风电大会上，鉴衡风能事业部副总工程师刘兆做了关于海上升压站认证的演讲，对当前升压站现状和问题进行了分析并提出呼吁。

　　

　　关于海上升压站认证

　　

　　鉴衡认证中心的海上升压站认证流程依据IEC 61400-22以及IECRE-OD 502进行。是对海上升压站全周期的过程认证——从场址条件测量与勘探到升压站的设计、生产、运输安装最终调试交付，一直伴随进行着审核评估工作。

　　

　　全部内容均需要相关资料进行评估工作，其中部分内容需要认证机构现场见证监督。

　　

　　

　　海上风电场的前期调研、设计、生产建造到调试是一个复杂长期的过程，存在多个相关方进行任务划分。因此，首先需要理清相关方的关系和各自的负责工作，对于过程中一些被忽略的方面与业主沟通交底，共同确认责任方，把控项目风险。

　　

　　

　　首先，IEC以及IECRE体系是针对欧美国家的认证体系，其制定环境前提是风场的设计、建造等行为是完全市场化的。而我国存在设计院的庞大资质体系，对于其设计已经经过了一道资质关；所以我国认证体系下的认证机构与设计院的关系并非完全的市场行为。其次，设计院内部的项目管理方式（项目文件和报告的整理等工作）与认证机构的资料要求存在差异。其中设计计算报告也存在资料保密等问题。针对项目资料的保密问题，认证机构只能采用现场办公方式进行报告审查和评估工作，工作效率难以保证。

　　

　　设计准则方面，海上升压站多采用NB/T 31115-2017 风电场工程110kV～220kV海上升压变电站设计规范，但对该规范中的很多详细要求，设计方根据各自经验又进行了相应的修改。如载荷工况的分项安全系数、抗力系数都可能出现不同的依据，海洋生物和腐蚀裕量的考虑也存在不同。这些细节需要在设计评估中予以格外关注。工作流程上就需要反复迭代，也导致升压站的结构评估过程比风力发电机组的报告更加繁琐。

　　

　　此外，业主对于相关标准的差异是否清楚，设计院对于标准的理解以及修订对业主是否进行了充分说明，这个也是第三方认证机构所要进行的工作，让信息得到有效的传递和理解，使其透明化，最终建立双方甚至多方的理解和信任。

　　

　　

　　相对海上石油平台，海上升压站的功能较为简单，涉及的部件多为电气部件，多数海上升压站为无人值守平台，且功能可以远程关闭，其暴露等级L3，同时其设备事故所造成的环境影响也要远远低于石油平台，因此其安全性要求相比石油平台要低很多。

　　

　　由于升压站电气设备对结构的振动载荷较小。多数设计中也并未发现存在共振，即使存在，也可以通过阻尼块进行隔振改进，只是实际项目中需要对设备的振动情况予以监控。

　　

　　

　　上部组块和支撑在设计院通常由两个部门负责设计，涉及到两个部门的接口数据以及后续处理的问题。由于现在设计采用LRFD方法，两部门在载荷系数的选取上如果存在不同，需要进行必要的转换，这些过程也是认证过程中所关注的。

　　

　　另外，上部组块和支撑结构的载荷工况的组合也需要合理说明。如果没有整体集成模型，在模态分析中需要考虑上部组块刚度的影响，以避免疲劳和地震计算结果的失真。

　　

　　

　　海上升压站事故工况至少要包含船撞工况，碰撞船可能为运维船、渔船等特定船只，需要在设计前期进行一定合理的假设。另外，维护吊车的事故，例如吊物坠落也应在事故工况中予以考虑。应保证甲板和关键舱室结构顶板的安全，不被坠物破坏。

　　

　　

　　2020年以来我国海上风电发展迅猛，不仅是风力发电机组的产能紧张，海工方面同样面临时间紧张问题，一些生产过程中的质量工艺问题只能采取折中的方式进行妥协，抢装期后，这些将成为运行维护的重要关注点。所幸海上升压站的安全性要求相比石油平台要低很多，风险基本可控。但如果出现过多风险点，也会引起风险等级的质变。

　　

　　

　　

　　由于项目涉及方面太多，在设计方、运输方和施工方之间信息传递容易出现纰漏，一些必须进行的校核计算未得到重视。例如1.腐蚀裕量的确认；2.运输安装过程中的结构强度以及损伤影响，运输和吊装时允许的最大加速度，以及根据此加速度进行船舶选型和校核，并确定风浪限制条件。第一项工作属于每家设计院理念不同，并不完全依照能源标准设计；第二项工作属于设计院、运输和吊装方的交互工作，细节容易被忽视。

　　

　　由于拥有资质的设计院在项目中的强势地位，业主很难获得内容完整详实的设计计算报告。而第三方认证机构则可与设计院进行详细沟通，确保所有关键内容点都得到充分的考虑，并且计算结果安全。在技术上，起到“中间人”的协调沟通作用。由于设计院在项目中的一些保密要求，很多原始数据和详细设计报告在项目中并未移交业主，认证机构在评估工作中会对此向业主进行说明。

　　

　　

　　鉴衡认证中心提供海上升压站的独立计算作为认证可选模块。针对升压站设计，鉴衡会根据自身理解对其进行独立建模计算，从加载、工况组合到结构校核，完成全部设计计算（以上工作需要海况等环境载荷输入）。详实的计算报告（可附加倒塌分析等可靠性相关计算）和模型可以提供给业主，为升压站后期基于风险的检测维护提供支持。

　　鉴衡认证中心是推进海上项目合作以及认证最积极的第三方机构，同时在海上后市场服务提前布局，是国内最早开展海上风电项目检测认证实践和标准研究的第三方机构之一，早在2008年即参与了我国最早的海上风电场——东海大桥项目的检测工作，为该项目提供了大量的计算和技术服务。经过十余年风电业务以及国际能源署（IEA）合作项目的经验积累，鉴衡已经完成了海工标准识别和能力建设工作，具备了主流海工计算程序的使用以及设计评估经验，并在广东省阳江市成立了国家海上风电装备质量检验检测中心，为海上风电项目提供更好的服务建立了国家级的公共技术平台，后续将致力于能为业主提供更多附加值服务。也诚挚邀请国内外海上专家参与交流指导，共同为我国海上风电事业提供行业级技术支撑，谢谢大家！CGC